热气流辅助聚合物熔体微分电纺多级牵伸纤维细化研究

发布时间：2024-03-16 13:11

　　聚合物纤维直径越细、比表面积越大,单位质量材料发挥的功能性越强,因此纤维细化一直是纤维制造领域的研究热点。近期新型冠状病毒疫情中大量使用的口罩依靠更细的聚合物纤维以及静电吸附效应来实现气凝胶的过滤,但是市场上口罩的纤维细度仍在数微米,因此实现从微米纤维到纳米纤维的绿色制造意义重大。静电纺丝技术为纤维尺度从微米向纳米跨越打开了一条产业化制造新途径,近年来得到学术界和工业界重点关注。本人所在的团队针对传统毛细管溶液静电纺丝技术存在效率低、溶剂污染及易堵塞等问题,提出了熔体微分静电纺丝新方法,已制备了平均纤维直径为990 nm的聚丙烯(PP)和微米级聚乳酸(PLA)纤维。如何让纤维细度进入到800 nm以内,并接近溶液电纺的300 nm,极具有挑战性。辅助气流有助于使微分多射流进一步牵伸细化,辅助热气流有助于射流在牵伸过程中保持熔融状态,前期国内外学者对于气流辅助的静电纺丝均有研究,但是却无法与熔体微分电纺系统配套,研究也不够深入。本课题基于熔体微分静电纺丝技术及装备,提出采用改变辅助气流温度、气流加载方式使纤维进一步细化。具体的研究内容如下:首先提出二级加载气流辅助熔体微分电纺多级牵伸纤维...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?ａ：熔喷气流加载示意图［３２］；?ｂ：图ａ装置中利用有限元分析气流流速分布图［３２］；?ｃ：激光??加热熔体纺丝有限元分析超音速气流速度分布图［３３］

?北京化工大学硕士学位论文???１．２．１．１单射流引出??？ｂ＼?／??ｍ?ｍ??■??ｗ??图１－１?ａ：熔喷气流加载示意图［３２］；?ｂ：图ａ装置中利用有限元分析气流流速分布图［３２］；?ｃ：激光??加热熔体纺丝有限元分析超音速气流速度分布图［３３］。??Ｆｉｇ．１－１?ａ....

图１－５溶液静电纺丝示意图［６５］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ岡??

?北京化工大学硕士学位论文???从图１－５可以看出，毛细管形式的纺丝针头只能形成单个射流，只能产生１根纤??维，严重限制了纤维生产效率，现如今纳米纤维的工业化生产需求越来越紧迫，毛细??管式静电纺丝方法己不能满足工业化需要，因此，为了探宂更高效的溶液纺丝技术，??“无针”及“自由....

图１－７典型的熔体电纺装置??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｅｌｔ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?＾??

?北京化工大学硕士学位论文???维，因此关于气流加热方式的报道并不常见。??加料筒??加热装￥??ＬＳ＾Ｔ?Ｊ??：高繫物熔体??高压电１?＋??高繫物纤维?！??版?高压电１?？??图１－７典型的熔体电纺装置??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｅｌｔ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎ....

图１－９气流辅助激光加热熔体静电纺丝ｔ７８］??Ｆｉｇ．１－９?Ａｉｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｌａｓｅｒ－ｈｅａｔｅｄ?ｍｅｌｔ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ【７８］??

?第一章绪论???形式又分为毛细管喷头（图１－７）、伞状喷头［６Ｑ］、狭缝式喷头［７４］、圆盘式喷头【７５］，各??种喷头形式如图１－８所示。??１．３．２．２駐加热静电纺丝??ＬＥＳ?（激光加热静电纺丝）是一种利用二氧化碳激光加热聚合物使其熔融进而被??静电力拉伸成丝的方法［７....

本文编号：3929665